Способ определения остаточной прочности конструкции

5 10 15 20 25 30 35 40 50 при сравнении их с частотами колебаний, измеренными на эталонной конструкции.Однако известный способ применим только для малоразмерных объектов (конструкций), так как возбуждение колебаний производится пьезопластиной, а зто возможно только для локальных областей конструкции, а не всей конструкции в целом. Даже определив наличие повреждения, нельзя количественно определить степень остаточной прочности испытываемой конструкции и точно указать до какой степени может быть" допущено развитие процесса уменьшения несущей способности конструкции для ее безопасной эксплуатации.Целью изобретения является повышение оперативности диагностического контроля и эффективности определения остаточной прочности конструкции,Указанная цель достигается тем, что в способе определения остаточной .прочности конструкции, преимущественнокрыла летательного аппарата, заключающемся в возбуждении резонансных колебаний, измерении частот колебаний и определении дефектности испытываемой конструкции прй сравнении их с частотами колебаний, измеренными на эталонной конструкции, определяют эталонные разрушающие нагрузки от изгиба или кручения на неповрежденной эталонной конструкции, при совпадении частот авторезонансных колебаний испытываемой конструкции с частотами автореэонансных колебаний для неповрежденной эталонной конструкции вносят повреждения в испытываемую конструкцию и, увеличивая последовательно их уровень до ее разрушения, определяют ча.стоты авторезонансных изгибных,или крутильных колебаний и соответствующие этим повреждениям разрушающие нагрузки от изгиба или кручения, по при этом в полученном диапазоне частот и разрушающих нагрузок по минимальной частоте авто- резонансных или иэгибных или крутильных колебаний определяют минимально допустимый уровень остаточной прочности.На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ определения остаточной прочности конструкции.Устройство содержит силовозбудитель 1,состоящие каждый иэ двух электромагнитов 2, объединенных в блок, силопередающий рычаг 3 с ферромагнитными, пластинами 4 на консолях, жестко закрепленный.на конструкции 5 перпендикулярно ее оси жесткости и с равными плечами относительно последней, индукционные электромагнитные датчики б, закрепленные на конструк.ции 5 в зоне максимальных амплитуд изгибных или крутильных колебаний и соединенные с входом усилителя 7 низкой частоты (усилителя возбуждения колебаний), выходы которого соединены с входом фазоинвертора 8, управляющего формами колебаний испытываемой конструкции 5 и электронно-счетным частотомером 9, регистрирующим значения авторезонансных частот изгибных или крутильных колебаний, постоянный магнит 10, установленный с возможностью взаимодействия с индукционными датчиками 6. Испытываемая конст. Рукция 5 нагружается с помощью гидроцилиндров 11 через силопередающий рычаг 3, который для этих целей имеет силовые узлы 12 крепления, причем узлы 12 размещенытак, что при нагружении изгибом сила действия гидроцилиндра 11 проходит через ось жесткости конструкции 5 центр жесткости сечения крыла), а при нагружении кручением - с образованием пары сил. от двух гидроцилиндров 11 и на равных плечах относительно оси жесткости конструкции 5, Гидроцилиндры 11 определенным образом соединены с гидроагрегатом 13, подающим гидравлическую жесткость в сО- ответствующие полости гидроцилиндров 11, и управляются с помощью коммутатора 14 режимов работы. 8 еличину нагрузки контролируют по динамометру 15, соединенному одной серьгой с силовым узлом 12 на силопередающем рычаге 3, а другой - с штоком гидроцилиндра 11.Поедлагаемый способ определения остаточной прочности конструкции реализован на конструкциях 5, аналогичных контролируемому крылу летательного аппарата следующим образом.Исследование ведется параллельно на контролируемой конструкции, где только определяются частоты авторезонансных изгибных и крутильных колебаний, и одновременно на двух конструкциях 5, аналогичных контролируемому крылу, раздельно для изгиба и кручения, Для этих конструкций проводят последовательно динамические (частотные) и статические испытания,На первом этапе испытаний с помощью силовоэбудителей 1 возбуждают и с помощью электРонно-счетного частотомера определяют частоты иэгибных и крутильных колебаний (авторезонансных колебаний) в контролируемой конструкции, заведомо не имеющей повреждений. Затем две подобные данному крылу конструкции 5 консоль- но закрепляют и на них с помощью силовозбудителей 1 возбуждают соответственно изгибные и крутильные колебания.Возбуждение авторезонансных колеба- испытаниями, автореэьнэнсных крутильний осуществляется следующим образом. ных колебаний второй конструкции 5 свяэыПрипересечениидэтчикомбсиловыхлиний, вают с разрушающей нагрузкой намагнитного поля постоянного магнита 10 в кручение. Полученные величины нагрузок откатушках датчиков 6 наводится ЭДС, кото изгиба и кручения на неповрежденных конрая подается на вход усилителя 7 низкой струкциях 5 так же принимают за эталончастоты. Усиленныйсигнал подается на ные, соответствующие 1007 ь прочностиэлектромагниты 2 силовозбудителя 1 через контролируемой конструкции,фазоинвертор 8, При этом энергия магнит- Затем для испытаний устанавливаютного поля электромагнитов 2 передается на 10 очередные две новые конструкции 5, иденферромагнитные пластины 4 силопередаю- тичные предыдущим Мб всем параметрам,щего рычага 3 по разному для изгибной и которые, в первую очередь проверяются нэкрутильной форм колебаний, Возбуждение соответствие эталонным частотам авторезоизгибных колебаний происходит за счет од- нансных колебаний для неповрежденнойновременного включения в работулибообо конструкции. При их совпадении в обе коних верхних или нижних электромагнитов 2 струкции 5 вносятся идентичные по величиобоих блоков силовозбудителей 1, а кру- не и месторасположению повреждения, и,тильных колебаний - диагонально противо- для множества поврежденных состоянийположных электромагнитов 2 в блоках. С определяют значения частот эвтореэонанспомощью цепи положительной обратной 20 ных изгибных или крутильных колебаний исвязи система выходит на режим автоколе- соответствующие Этим "повреждениям разбаний. При этом частоты автореэонансных рушающие нагрузки от-изгиба или кручения.колебаний конструкций, подобных контро- Уровень вносимого повреждения доводятлируемому крылу, без повреждений прини- до такой величины, пока не произойдет размаются за эталонные для неповрежденной 25 рущение конструкции 5 под действием силыконструкции(имеющей вэтомслучаемэкси- Рмакс. изгиба Рмакс, кручения (максимальную прочность), Затем обе конструк- мал ьной эксплуатационной нагрузки). Зации 5 являющиеся эталонными, доводятдо меренные перед разрушением частотыразрушения изгибом и кручением с по- авторезонансных изгибных или крутильныхмощью гидроцилиндров 11 через силопере колебаний соответствуют минимально додающий рычаг 3, закрепленный на пустимому уровн:о Остаточной прочностизаканцовке конструкции 5, причем при из- конструкции 5. Полученный диапазон часгибе этой конструкции силу прикладывают тотэвторезонэнсйых изгибных или крутильпо оси жесткости, а при кручении - пару сил ных колебаний соответствует прочностиот двух гидроцилиндров 11 (имеющих оди конструкции в пределах от максимальной,нэковые характеристики). установленных когда конструкция не имеет повреждений,на одинаковом расстоянии от оси жесткбсти до минимально допустимой, когда еще возданной конструкции. Для этого рабочеедав- можнэ безопасная эксплуатация данноголение от гидроагрегата 13 подается по ма- летательного аппарата. В полученном диэгистрали нагнетания через коммутатор 14 40 пазоне частот и разрушающих нагрузок ус- .режймов работы в соответствующие поло- танавливается минимальная частотасти гидроцилиндров 11, При нагружении авторезонанснйхизгибныхили крутильныхконструкции 5 изгибом, шток гидроцилинд- колебаний, соответствующая минийальнора 11 убирается, что приводит к изгибу кон- допустимой остаточной прочности кору ц и 5 вплоть до ее разрушения. 45 ственнэя величина которой может опредеВеличину разрушающей нагрузки контро- ляться посредством номограмм или анализалируют по динамометру 15. Частоту заме-на ЭВМ,ренных эвторезонэнсных изгибных . Формула изобретенияколебаний конструкции 5 приводят в соот- Способ определений остаточной и очветствие с замеренной разрушающей на ности конструкции, преимущественно крыгрузкой на изгиб в конкретном случае. При ла летательного аппарата, заключающийсясил вызыванагружении второй конструкции 5 парой в возбуждении резонансных кол б йле ани,иэвающихкручениеотносительноее мерении частот колебаний и определенииоси жесткости, шток одного гидроцилиндра дефектности испытываем р11 би ает ямои конструкцииу ирается, э второго - выдвигается, что 55 при сравнении их с частотами колебаний,приводит к кручению конструкции 5 относи- измеренными на зталонйой конструкции,тельно ее Оси жесткости до разрушения. о т л и ч э ю щ и й с я тем, что, с цельюВеличину разрушающей нагрузки от круче- повышения оперативности диагностическония контролируют по динамометру 15, Час- го контроля и эффективности определениятоту, замеренную перед статическими . остаточной прочности конструкции, опреде, ГунькоТехред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец едакто Заказ 3084 ВНИИПИ Гасу Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, МоскваЖ, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комб ляют э 1 алонные разрушающие нагрузки от изгиба или кручения на неповрежденной эталонной конструкции, при совпадении частот авторезонансных колебаний испытываемой конструкции с частотами авторезонансных колебаний для неповрежденной эталонной конструкции вйосят повреждения в испытываемую конструкцию и, увеличивая последовательно их уровень до ее разруше 8ния, определяют частоты авторезонансных изгибнцх или крутильных колебаний и соответствующие этим повреждениям разрушающие нагрузки от изгиба или кручения, при 5 этом в полученном диапазоне частот и разрушающих нагрузок по минимальной частоте авторезонансных изгибнцх или крутильнцх колебаний определяют минимально допустимый уровень остаточной прочности,10 т "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10